安庆大龙山复式岩体锆石U-Pb年代学与地质意义.pdf
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1、第47 卷第2 期2023年6 月doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2023.02.004地质学刊Journal of GeologyVol.47 No.2Jun.2023安庆大龙山复式岩体锆石U-Pb年代学与地质意义徐庆安(安徽省地质矿产勘查局32 7 地质队,安徽合肥2 30 0 11)摘要:安徽安庆大龙山岩体位于扬子地台北东缘,发育大量中生代侵人岩浆岩。野外地质勘查发现,大龙山岩体可能为复式岩体,有多期岩浆作用,在其核部的正长岩附近发育一定量的闪长岩。对闪长扮岩和正长岩进行年代学研究,其锆石年龄分别为(137.7 1.9)Ma和(12 8.8 2.1)Ma。其中,
2、在大龙山闪长扮岩中发育一定量的继承锆石,形成年代分别为古元古代(约2.0 Ga)和新元古代(约0.8 Ga),在正长岩中未发现捕获继承锆石。根据获取的继承锆石年龄,结合区域地质演化资料,推断大龙山岩体经历了复杂的演化过程:古元古代的褶皱“会聚”到伸展体制转换的“回返”,新元古代的拉张垮塌,中生代的多期次岩浆侵人和多来源、多阶段的结晶分异。关键词:复式岩体;继承锆石;U-Pb年龄;安徽大龙山在对侵入时间接近的闪长岩和中心位置的正中图分类号:P597+.30 引 言长江中下游花岗岩和闪长岩等的成岩机制研究众多(常印佛等,19 9 1;周珣若等,19 9 4;洪大卫等,1999;许继峰等,2 0 0
3、 1;张旗等,2 0 0 1;Xuetal.,2002;王强等,2 0 0 3,2 0 0 6;吴福元等,2 0 0 3;王德滋等,2003;赵振华等,2 0 0 3;徐夕生等,2 0 0 4;Zhouetal.,2006;侯增谦等,2 0 0 7;孙卫东等,2 0 0 8;周涛发等,2012),其中,长江中下游的皖南矿产种类多,矿床学研究中成矿期次的年龄数据也较多,但显生宙之前的精细年代学研究少。皖南大龙山岩体的研究历史较悠久(张祖还等,19 8 4;沈渭洲等,19 8 9;Zhang et al.,1989;郑永飞等,19 9 5)。大龙山位于安徽2 条A型花岗岩带(从高程较高的南西向北东
4、延展,江北分带为大龙山、城山、黄梅尖,江南分带为花园巩、茅坦、南陵的板石岭至繁昌的浮山)之江北分带的最南部(邢凤鸣等,1994),由正长岩、石英正长岩、钾长花岗岩、闪长琦岩等侵位构筑而成(张继开,2 0 18)。野外调查发现,在大龙山中心位置平面上,一葫芦状正长岩(A型花岗岩)的偏北方向有一小片闪长琦岩出露。收稿日期:2 0 2 2-0 4-2 1;修回日期:2 0 2 2-0 6-2 0;编辑:陈露基金项目:国家自然科学青年基金项目“中国中东部含矿与不含矿高镁埃达克质岩源区及氧逸度特征对比研究”(412 0 30 2 8)作者简介:徐庆安(19 8 6 一),男,硕士,工程师,主要从事基础地
5、质研究与地质矿产勘查工作,E-mail:c u g b 2 0 12 16 3.c o m文献标识码:A文章编号:16 7 4-36 36(2 0 2 3)0 2-0 135-0 8长岩进行研究的基础上,通过对锆石 U-Pb测年、继承石核等资料的分析,证实扬子板块北东缘可能存在2 期构造热事件,即古元古代的褶皱会聚到伸展体制转换的“回返”、新元古代的拉张垮塌,从而完善了扬子板块北东缘的区域地质演化节律,为华南洋一滨太平洋构造转置、皖南元古代成矿以及地壳增生减薄提供了时限参考。1区域地质大龙山位于安庆城北约15km,处于淮阳“山”字形构造前弧东翼,枞阳一怀宁褶断带中段,庐枞火山盆地的西南缘,郑庐
6、断裂与长江断裂的夹持部位,北东向连接城山岩体、黄梅尖岩体,构成安庆一庐江石英正长岩带,呈东宽西窄的次椭圆状(长轴呈北东向,短轴呈南西向),出露面积约9 0 km。研究区所在的皖南地块经历了5期幕式地质演化历程,即早晚晋宁2 期(晋宁一期、晋宁二期)褶皱运动、新元古代晚期一早古生代的加里东陆台构造成矿期、晚古生代大陆裂谷期、中生代燕山活动大陆边缘期(梁鼎新等,19 9 0;花友仁,19 9 4;孙乘云136等,2 0 0 0),与成矿关系密切的是中生代燕山期岩浆活动。姚仲伯等(2 0 15)认为皖南怀宁盆地为早白垩世继承式断陷盆地,其火山岩系地层从下往上依次为彭家口组、江镇组、汪公庙组,其中江镇
7、组和汪公庙组为平行不整合接触,彭家口组和江镇组呈喷发不整合接触;薛怀民等(2 0 13)则认为白垩世火山喷发旋回为彭家口组高钾富碱的橄榄玄粗岩系列和江镇组玄武质-流纹质的双峰火山岩。2岩体地质特征大龙山复式岩体(闪长扮岩和正长岩)是皖南多期次岩浆侵入的结果,而非单一正长岩体。大龙山复式岩体位于怀宁盆地北东部(图1),周围出露中-下侏罗统象山群(层位比对安庆地区出露的磨山组)长石石英砂岩和早白垩世火山岩(角闪安山岩、粗安岩、凝灰岩等)。上三叠统及中-下侏罗统地质学刊为一套巨厚海陆交互相和陆相含煤碎屑沉积建造,上侏罗统和下白垩统为一套巨厚中偏碱性火山-侵人岩系(张祖还等,19 8 4;邓国荣,2
8、0 17)。研究区构造发育,断层方向各异,以近 SN向为主,与成矿关系密切。大龙山岩体呈岩基状侵人铜头尖组(T,t)等地层中,正长岩位于岩体中心部位,出露面积约3km,由正长岩向外扩展,依次为正长斑岩、钾长花岗岩以及沉积地层等。野外调查发现,大龙山中心正长岩体偏北有一块近10 0 m的闪长扮岩体呈窗口式出露,出露面平坦,倾伏和展布方向不明。3样品处理与测试用于锆石定年的正长岩样品(DLS-2)及闪长珍岩样品(DLS-13)均采自大龙山核部附近。正长岩体含有大量钾长石,呈肉红色,斑状结构,矿物成分有钾C元2023年N元杨桥镇上狮山元三县尖饶家道大龙山核部Q徐家草屋TQ&元02T3P45元687n
9、89101 km11图1大龙山地区地质图(据安徽省地质矿产勘查局32 6 地质队,19 8 9 修改)1-第四系;2-侏罗系;3-三叠系;4-二叠系;5-正长岩;6-正长斑岩;7-钾长花岗岩;8-二长岩;9-闪长珍岩;10-断裂;11-采样点位置Fig.1 Geological map of the Dalongshan area(modified from No.326 Geological Team of Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province,1989)第47 卷第2 期长石、石英、黑云母等;闪长扮岩体呈灰白
10、色,斑状结构,有少量暗色矿物,矿物成分有斜长石、石英等。择取无风化、无蚀变的新鲜样品挑选锆石,先通过密度筛选(锆石密度大),然后在显微镜下挑选(锆石一般呈无色或棕黄色);择取晶型较完好、金刚光泽的锆石制成激光轰击靶样;戴上防静电手套,粘贴样品靶,用环氧树脂(Epoxy)固定(高度一般为0.7cm),用砂纸等抛光,暴露透明锆石的内部结构,以便使用阴极射线(CL)分析震荡环带等结构特征。使用电感耦合等离子体质谱仪(Agilent 7700e)测试。4测试结果锆石大多呈自形,无色,透明,结晶良好。锆石的阴极发光图像(图2)显示,其内部呈典型的岩浆成因振荡环带结构,密集的环带指示锆石所在的岩体形成于偏
11、酸性环境。一般偏酸性的岩体属于后期演化结晶形成(较低的成岩温度),微量元素扩散较慢,形成的震荡环带较窄且CL为亮色。锆石ICP-MS测试后的定年数据见表1。4.1岩浆锆石在Excel中加载Isoplot宏进行运算。剔除部分继承锆石或者继承锆石核,对其余的12 颗闪长琦岩(DLS-13)进行锆石测年。结果(表2)显示,除样品DLS-13-15的Th/U含量比值 0.1(为0.12),得出锆石样品的U-Pb加权平均年龄在135.8139.6 Ma 之间(1g,MSWD=0.77,n=12),谐和度高(图3)。(a)DLS-13徐庆安:安庆大龙山复式岩体锆石U-Pb年代学与地质意义137表2 闪长琦
12、岩的Th/U含量比值Table 2Th/U content ratio of diorite porphyrites分析点DLS-13-1DLS-13-6DLS-13-7DLS-13-10DLS-13-14DLS-13-15DLS-13-19DLS-13-20DLS-13-21DLS-13-22DLS-13-24DLS-13-264.2继承锆石锆石的溶解度较低、溶解速度慢,常见于花岗质岩浆,按成因分为岩浆锆石、热液锆石、继承锆石。继承锆石可能是晶格损伤导致蜕晶化和(或)变质重结晶而形成,一般具有无分带、弱分带、云雾状分带的特征,记录着多期生长和重置区域的历史。对同一颗锆石内部不同成因类型的锆石
13、晶域的年龄进行测定,可得到有关寄主岩类的地质演化信息;锆石中可能记录了构造运动及岩浆侵入、板块旋转等信息,能提供超大陆演化的证据。在闪长珍岩中得到2 组共5颗继承锆石(表3)。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年发现,闪长扮岩继承锆石年龄分2 组,分别为8 18、8 10、8 15Ma及19 9 6、2 0 30Ma(表1),继承锆石的Th/U含量比值见表3。Th/U比值0.320.260.140.210.220.060.220.200.230.300.120.22(b)DLS-2100 m图2 大龙山闪长纷岩样品DLS-13和正长岩样品DLS-2锆石阴极发光图(图中红色圆圈表示分析点位置)Fi
14、g.2Zircon cathode luminescence images of Dalongshan dioriteporphyrite sample DLS-13 and syenite sample DLS-2(red circles indicating the position of analysis point)138地质学刊2023年表1大龙山闪长珍岩和正长岩 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 年代学分析结果Table 1LA-ICP-MS zircon U-Pb chronological analysis of diorites porphyrites and syenit
15、es in Dalongshan分析点207 Pb/20 Pb207 Pb/20 Pb1sDLS-13-10.045 68DLS-13-60.047 56DLS-13-70.044 56DLS-13-100.051 51DLS-13-140.049 64DLS-13-150.050 62DLS-13-190.051 26DLS-13-200.048560.003 26DLS-13-210.060 78DLS-13-220.048 43DLS-13-240.047 98DLS-13-260.049 46DLS-13-20.072500.001 30DLS-13-80.068 60DLS-13-1
16、20.066 40DLS-13-170.125 80DLS-13-270.125 80DLS-2-10.047 79DLS-2-20.053 78DLS-2-30.052 88DLS-2-40.054 68DLS-2-50.047790.002 66DLS-2-60.046 10DLS-2-70.058 13DLS-2-80.043 30DLS-2-90.058 59DLS-2-100.050 21DLS-2-110.081 23DLS-2-120.049 52DLS-2-12-20.049 78DLS-2-140.054170.002 68DLS-2-150.056 45DLS-2-160.
17、048 58DLS-2-170.049 91DLS-2-180.054 85DLS-2-190.055230.002 68DLS-2-200.065 64DLS-2-210.072.78DLS-2-220.057 89DLS-2-230.053 83DLS-2-240.051 01DLS-2-250.062 62注DLS-13号样数据为闪长珍岩测年结果,其中DLS-13-2、D LS-13-8、D LS-13-12 为新元古代继承锆石,DLS-13-17、D LS-13-2 7 为古元古代继承锆石;DLS-2号样数据为正长岩测年结果。普通Pb数据根据实测2 0 4Pb进行校正,单个点数据误差均
18、为1s,加权平均值置信度为9 5%同位素比值207 Pb/235 U207 Pb/235 0.002 080.130 000.001 750.134 000.001 940.133 660.002 240.156 170.001 680.146 580.001 750.151 740.001 640.151 680.141 780.001 730.182 310.001 300.142 720.001 920.143 260.001 600.149 321.232100.043 500.001 801.238 400.001 101.219 900.002 306.143 100.002 40
19、6.382 200.002 580.131 860.001 980.151 870.001 880.148 570.001 990.150 240.124 070.002 660.133 410.002 720.160 090.002 240.124 680.002 120.176 950.002 410.134 290.005 330.230 270.002 480.129 190.002 260.136 540.143 960.002 520.163 310.001 910.127 750.001 920.128 800.002 020.143 750.135 360.003 610.18
20、0 610.003 870.208 80.002 560.160 000.002 270.146 540.002 060.136 830.004 440.174 39同位素年龄/Ma206 Pb/238 U207 Pb/23 U1s206 Pb/238 U0.008 350.020 790.007 490.021 320.008 450.022.000.009 920.021 690.007 650.021 760.008 180.021 790.007 560.021 970.012930.021 200.008 350.021 630.006 330.021 910.008 470.021
21、 650.007 590.021 740.123 300.054 200.131 400.038 500.133 200.210 600.352 500.230 800.364 800.011 300.020 730.010 130.020 710.009 430.020 860.009 860.020 200.010850.020 270.011 830.020 560.012 170.019.970.009 960.020 510.011 230.022.070.010500.019 700.022 470.020 470.010 400.019 700.010 200.020 320.0
22、11 550.019 570.012 250.020 640.008 840.019 620.008 670.019 900.009 430.019 480.010730.018 910.015 700.020 470.017 670.021 380.011 780.020 210.010.770.019 520.009 570.019 960.017 950.020 7220%Pb/238 U1s207 Pb/235 U0.000 451240.000 481280.000 511270.000 511470.000 481390.000 511430.000 471430.000 5913
23、50.000 451700.000 471350.000 491360.000 481410.002 708150.002 708180.002.508100.007 3019960.007 902.0300.000 791260.000 771440.000 731410.000 741420.000 771190.000 761270.000 711510.000 691190.000 751650.000 721280.000 772100.000 731230.000 721300.000 731370.000 771540.000 731220.000 711230.000 7013
24、60.000 701290.000 781690.000 811930.000 721510.000 761390.000 731300.000 781631s87897771176872025183032109891011119109199910118881014151010916206 Pb/238 U13313614013813913914013513814013813975079680619462.0051321321331291291311271311411261311261301251321251271241211311361291251271321s333333343333151
25、51435375555554455555555444555555第47 卷第2 期徐庆安:安庆大龙山复式岩体锆石U-Pb年代学与地质意义139(a)0.024(137.7 1.9)MaMSWD=0.77,n=12(b)0.024(128.8 2.1)MaMSWD=0.83,n=250.022Nsez/qdo0.0200.0180.0160.04Fig.3 Zircon U-Pb ages and concordia diagrams for diorite porphyrites(a)and syenites(b)from Dalongshan0.022Nsez/qdo0.020Ma14012
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